Menjaga kadar oksigen terlarut yang tepat dalam air limbah merupakan salah satu faktor terpenting dalam memastikan pengolahan air limbah yang efisien dan efektif. Dissolved oxygen (DO) secara langsung memengaruhi aktivitas biologis, efisiensi penghilangan polutan, dan stabilitas keseluruhan proses pengolahan.
Tanpa DO yang memadai, instalasi pengolahan air limbah dapat mengalami masalah operasional seperti bau tak sedap, penurunan kinerja pengolahan, dan bahkan kegagalan sistem. Memahami apa itu oksigen terlarut dan bagaimana fungsinya dalam berbagai tahap pengolahan air limbah sangat penting untuk menjaga kinerja instalasi yang optimal dan kepatuhan lingkungan.
Apa Itu Dissolved Oxygen dalam Air?
Dissolved oxygen (DO) mengacu pada jumlah oksigen bebas non-senyawa yang terdapat dalam air. Biasanya diukur dalam miligram per liter (mg/L) dan mewakili oksigen yang tersedia bagi organisme akuatik dan aktivitas mikroba. Di perairan alami, oksigen masuk ke dalam air melalui difusi atmosfer, fotosintesis oleh tumbuhan air, dan turbulensi air. Namun, dalam sistem rekayasa seperti instalasi pengolahan air limbah, kadar oksigen terlarut dikontrol secara cermat untuk mendukung proses pengolahan biologis.
Dalam pengolahan air limbah, mikroorganisme bergantung pada oksigen terlarut untuk memecah bahan organik dan mengubah polutan menjadi senyawa yang lebih sederhana dan kurang berbahaya. Proses biologis ini, terutama aerobik, sangat bergantung pada ketersediaan kadar oksigen yang memadai. Konsentrasi DO berfungsi sebagai indikator kinerja sistem biologis ini dan apakah proses pengolahannya seimbang.
Baca Juga: Oxygen Scavengers: Fungsi, Jenis, dan Aplikasinya dalam Pengolahan Air
Pentingnya Dissolved Oxygen dalam Pengolahan Air Limbah
Dissolved oxygen memainkan peran penting dalam menentukan efisiensi dan efektivitas pengolahan air limbah biologis. Dissolved oxygen mendukung kelangsungan hidup dan aktivitas bakteri aerob, yang berperan dalam mendegradasi polutan organik. Kadar DO yang tidak mencukupi dapat menyebabkan pengolahan yang tidak tuntas, bau busuk, dan pembentukan produk sampingan yang tidak diinginkan seperti hidrogen sulfida atau metana.
1. Mendukung Mikroorganisme Aerobik
Mikroorganisme aerobik membutuhkan oksigen untuk mengoksidasi senyawa organik, mengubahnya menjadi karbon dioksida, air, dan biomassa. Ketika kadar DO turun di bawah rentang optimal (biasanya 2–4 mg/L untuk sebagian besar sistem pengolahan biologis), populasi mikroba beralih ke spesies anaerob. Perubahan ini tidak hanya mengurangi efisiensi pengolahan tetapi juga menghasilkan bau tak sedap dan potensi masalah toksisitas.
2. Mencegah Kondisi Septik
Konsentrasi DO yang rendah dapat menyebabkan air limbah menjadi septik, yang mengakibatkan produksi gas hidrogen sulfida dan amonia. Senyawa ini menciptakan bau menyengat dan dapat menimbulkan korosi pada peralatan dan infrastruktur di dalam instalasi pengolahan. Mempertahankan dissolved oxygen yang memadai mencegah kondisi anaerob ini dan memastikan operasi yang stabil dan bebas bau.
3. Meningkatkan Stabilitas Proses
Fluktuasi kadar DO dapat mengganggu proses biologis. Ketersediaan oksigen yang konsisten membantu menjaga keseimbangan komunitas mikroba dan mendukung pembuangan polutan yang stabil. Pengelolaan DO yang tepat memungkinkan operator untuk mengendalikan kebutuhan oksigen biologis (BOD) secara lebih efektif, memastikan kepatuhan terhadap peraturan pembuangan.
4. Mengoptimalkan Penggunaan Energi
Meskipun aerasi merupakan salah satu operasi yang paling boros energi dalam pengolahan air limbah, mempertahankan tingkat DO yang tepat memastikan penggunaan energi yang efisien. Aerasi yang berlebihan akan memboroskan listrik, sementara aerasi yang kurang akan mengurangi kinerja pengolahan. Oleh karena itu, pemantauan dan pengendalian oksigen terlarut yang tepat sangat penting untuk menyeimbangkan efisiensi energi dengan efektivitas pengolahan.
Peran Dissolved Oxygen dalam Berbagai Tahap Pengolahan Air Limbah
Pentingnya oksigen terlarut bervariasi di setiap tahap pengolahan air limbah. Dari pengolahan awal hingga pembuangan akhir, kadar DO harus dikelola dengan cermat untuk mendukung tujuan spesifik setiap proses.
1. Pengolahan Primer
Pada tahap primer, air limbah mengalami pemisahan fisik untuk menghilangkan padatan dan serpihan berukuran besar. Meskipun aerasi minimal pada tahap ini, mempertahankan kadar oksigen terlarut tertentu membantu mengurangi pembentukan bau dan mencegah terbentuknya zona anaerobik di tangki sedimentasi. Langkah ini meletakkan dasar bagi proses biologis hilir yang stabil.
2. Pengolahan Sekunder (Biologis)
Tahap ini adalah tahap di mana oksigen terlarut memainkan peran paling krusialnya. Pengolahan sekunder sangat bergantung pada proses biologis seperti sistem lumpur aktif, filter tetes, atau parit oksidasi. Di sini, mikroorganisme menguraikan polutan organik, dan laju degradasi ini bergantung langsung pada jumlah oksigen yang tersedia.
- Proses Activated Sludge: Tangki aerasi memasok oksigen untuk mempertahankan kadar DO antara 2–4 mg/L, yang mendukung aktivitas mikroba aerobik. Oksigen yang terlalu sedikit dapat menyebabkan penggumpalan lumpur, sementara terlalu banyak oksigen menyebabkan pemborosan energi.
- Trickling Filters: DO berdifusi secara alami melalui kontak udara, dan menjaga aliran udara merupakan kunci untuk mempertahankan pertumbuhan mikroba pada media filter.
- Oxidation Ditches: Sistem ini menggunakan aerator mekanis untuk menjaga pasokan oksigen yang berkelanjutan, memastikan proses biologis tetap stabil dan efektif.
Pengendalian DO yang tepat selama pengolahan sekunder memastikan pengurangan BOD dan COD yang efisien, menghasilkan efluen yang lebih bersih dan siap untuk dipoles lebih lanjut.
Read Also: COD dan BOD dalam Palm Oil Mill Effluent (POME): Tantangan dan Solusi
3. Pengolahan Tersier
Dalam pengolahan tersier, DO terus memainkan peran penting dalam pemurnian lanjutan dan penghilangan nutrisi. Proses seperti nitrifikasi dan denitrifikasi bergantung pada kondisi aerobik dan anoksik yang bergantian.
Selama nitrifikasi, bakteri aerobik mengubah amonia menjadi nitrat menggunakan oksigen, sementara dalam denitrifikasi, kondisi anoksik mengubah nitrat menjadi gas nitrogen. Mempertahankan kadar DO yang tepat memungkinkan reaksi ini terjadi secara efektif, memastikan penghilangan nitrogen dan kepatuhan terhadap standar pembuangan.
4. Pembuangan Akhir dan Perairan Penerima
Bahkan setelah pengolahan, menjaga kecukupan dissolved oxygen dalam limbah tetap penting sebelum dibuang ke badan air alami. Limbah rendah oksigen dapat membahayakan ekosistem perairan dengan mengurangi kadar oksigen di sungai atau danau, yang menyebabkan kematian ikan dan ketidakseimbangan ekologi lainnya.
Pemantauan DO yang berkelanjutan memastikan bahwa air yang diolah memenuhi peraturan lingkungan dan mendukung kehidupan akuatik yang sehat.
Kesimpulan
Pengelolaan dissolved oxygen dalam air limbah bukan hanya kebutuhan teknis. Ini merupakan faktor krusial dalam mencapai pengolahan yang efisien, stabilitas operasional, dan kepatuhan lingkungan. Dari memastikan aktivitas mikroba yang tepat hingga mengoptimalkan penggunaan energi, pengelolaan DO merupakan inti dari keberhasilan operasi air limbah.
Dengan pengalaman lebih dari 40 tahun, Lautan Air Indonesia menyediakan solusi pengolahan air limbah yang komprehensif, termasuk operasi & pemeliharaan, dosis kimia, dan instrumentasi pemantauan yang dirancang untuk membantu industri mempertahankan kadar oksigen terlarut yang optimal dan mencapai kinerja pengolahan yang unggul.
Baik fasilitas Anda menghadapi tantangan dengan efisiensi pengolahan biologis, pengendalian bau, atau optimalisasi energi, Lautan Air Indonesia dapat memberikan solusi yang disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan operasional dan regulasi Anda.
Pastikan sistem pengolahan air limbah Anda beroperasi secara optimal — bermitralah dengan Lautan Air Indonesia hari ini untuk pengelolaan air yang andal, efisien, dan berkelanjutan.
